Celiachia: Viaggio Esclusivo nell’Ecosistema Segreto del Nostro Intestino!

Amici appassionati di scienza e misteri del corpo umano, preparatevi! Oggi vi porto con me in un’avventura incredibile, un vero e proprio safari microscopico all’interno dell’intestino tenue di chi soffre di celiachia. Grazie a tecnologie fantascientifiche, un gruppo di scienziati ha letteralmente mappato l’ecosistema cellulare che si scatena in questa condizione, e quello che hanno scoperto è a dir poco sbalorditivo. Pronti a rimanere a bocca aperta?

Cos’è la Celiachia e Perché Dovremmo Curarcene?

Prima di addentrarci nei dettagli, un piccolo ripasso. La celiachia non è una semplice intolleranza, ma una vera e propria malattia autoimmune cronica che colpisce circa l’1-2% della popolazione europea e nordamericana. In pratica, l’ingestione di glutine (una proteina presente in frumento, orzo e segale) scatena una risposta immunitaria anomala che danneggia la mucosa dell’intestino tenue. L’unico trattamento, ad oggi, è una dieta senza glutine ferrea e per tutta la vita. Immaginate che fatica! E non sempre basta: alcuni pazienti, definiti “refrattari”, continuano ad avere danni intestinali nonostante la dieta. C’è un bisogno enorme di nuove terapie, ve lo assicuro.

Sappiamo che c’è una forte componente genetica (i famosi geni HLA-DQ2 e HLA-DQ8 sono i principali indiziati), ma anche più di 40 altre regioni genomiche che ci dicono quanto sia complessa la faccenda. Pensate che alcuni studi suggeriscono persino che infezioni virali potrebbero fare da “grilletto”, scatenando la perdita di tolleranza al glutine. Insomma, un vero puzzle.

Dentro l’Intestino: Una Nuova Mappa Cellulare

Ma come si arriva al danno vero e proprio? Il glutine, una volta “digerito” e modificato da un enzima chiamato transglutaminasi 2, viene presentato alle cellule T CD4+ che, nei celiaci, si infuriano. Queste cellule T CD4+ specifiche per il glutine hanno un profilo particolare, che sottolinea l’importanza delle interazioni tra cellule T e cellule B. Anche le plasmacellule e le cellule B possono presentare il glutine, alimentando un circolo vizioso che porta alla produzione di anticorpi (quelli che si cercano nelle analisi del sangue, per intenderci).

Ma non basta! I linfociti intraepiteliali (IELs), soprattutto quelli CD8+, aumentano a dismisura nella celiachia, probabilmente spinti da molecole come l’interleuchina-15 (IL-15). Questi IELs potrebbero essere i “killer” diretti delle cellule epiteliali, ma come lo facciano esattamente è ancora oggetto di studio. Nonostante i tentativi, molte terapie innovative che miravano a degradare il glutine, a indurre tolleranza nelle cellule T CD4+ o a bloccare l’IL-15 non hanno avuto il successo sperato. Un vero peccato!

Ed è qui che entra in gioco lo studio di cui vi parlo oggi. I ricercatori hanno usato due tecniche potentissime: la trascrittomica a singola cellula (analizzando l’RNA di ben 86.442 cellule!) e la trascrittomica spaziale. Immaginate di poter ascoltare le “conversazioni” (cioè i geni espressi) di ogni singola cellula e, contemporaneamente, di vedere dove si trova esattamente nel tessuto intestinale. Fantascienza? No, scienza d’avanguardia!

Le Cellule Epiteliali: Un Esercito Sotto Assedio

Partiamo dalle cellule epiteliali, la prima linea di difesa e assorbimento del nostro intestino. Nello studio, queste cellule, nei pazienti celiaci, mostravano un cambiamento drastico: tendevano a regredire verso uno stato “progenitore”, come se tornassero bambine, con una forte risposta ai segnali dell’interferone. Le popolazioni di cellule secretorie ed enteroendocrine (quelle che producono ormoni) erano perturbate. Pensate che hanno identificato ben nove tipi distinti di cellule epiteliali, ognuna con un suo ruolo, dai progenitori alle cellule assorbenti mature, passando per le cellule caliciformi (che producono muco) e le cellule “a ciuffo”.

Una popolazione cellulare particolare, simile alle cellule di Paneth e forse contenente cellule delle ghiandole di Brunner, risultava arricchita nella celiachia attiva, probabilmente in risposta all’interferone gamma. Questo potrebbe rappresentare una sorta di “metaplasia” gastrica indotta dall’infiammazione. Le cellule “transit-amplifying” (TA), che sono una specie di adolescenti in crescita, aumentavano nella celiachia, insieme a un arricchimento di aree corrispondenti a progenitori epiteliali. E questa situazione, udite udite, persisteva anche nei pazienti trattati con dieta senza glutine! Un po’ come una cicatrice che non va via.

Analizzando lo sviluppo di queste cellule, si è visto che nella celiachia c’era uno spostamento verso stati più “immaturi”, con una perdita di cellule epiteliali mature. Questo significa che la capacità di assorbimento è ridotta non solo per la diminuzione della superficie dei villi (la famosa “atrofia dei villi”), ma anche perché ci sono più cellule immature che non hanno ancora gli strumenti per assorbire, e perché le cellule mature stesse funzionano meno bene. Infatti, i geni legati all’assorbimento di lipidi, carboidrati, colesterolo, vitamine e ferro erano tutti “spenti” nelle cellule epiteliali mature dei celiaci attivi. Alcune di queste alterazioni si normalizzavano con la dieta, ma non tutte!

Inoltre, le cellule epiteliali dei celiaci “urlavano” la loro sofferenza attivando geni per la presentazione dell’antigene (come se dicessero “ehi, sistema immunitario, guarda cosa sta succedendo qui!”) e geni stimolati dall’interferone. Un vero e proprio campo di battaglia a livello molecolare.

Le Cellule T: Registi dell’Infiammazione

Passiamo ora alle cellule T, le vere registe della risposta immunitaria. Le cellule T CD4+ formavano sottogruppi dominati da cellule effettrici polarizzate TH1 (pro-infiammatorie) e TH17 (anch’esse coinvolte nell’infiammazione), oltre a piccole popolazioni “naive” (inesperte) e regolatorie (FOXP3+, che dovrebbero spegnere l’infiammazione). Ma la vera star era un cluster di cellule T CD4+ simili alle T follicolari helper (TFH-like). Queste cellule TFH-like, sia negli adulti che nei bambini studiati, avevano un profilo fenotipico simile a quello delle cellule T CD4+ specifiche per il glutine residenti nell’intestino, ed esprimevano geni come TOX2, CD200, IL21 e CXCL13. Addirittura, questo cluster mostrava un arricchimento di TRBV7-2, un gene del recettore delle cellule T (TCR) spesso trovato nelle cellule T CD4+ specifiche per il glutine. Sia le cellule T regolatorie che queste TFH-like erano aumentate nella celiachia attiva. Le TFH-like, in particolare, producevano molta CXCL13 e IL21, e co-esprimevano IFNG e IL21, proprio come le cellule T specifiche per il glutine.

E le cellule T CD8+? Anche qui, un mondo di eterogeneità! Sono state identificate multiple popolazioni di cellule T CD8+ di memoria residenti nel tessuto (TRM), tra cui una particolarmente interessante, chiamata TRM(2). Questa popolazione TRM(2) era rara negli individui sani, ma aumentava drasticamente nella celiachia attiva, costituendo il 20-40% delle cellule T CD8+, e persisteva anche nei pazienti trattati! Queste cellule TRM(2) avevano un fenotipo residente (CD103+), alta espressione di GZMA (un enzima citotossico) e di marcatori di attivazione e molecole co-stimolatorie/co-inibitorie. Erano proprio queste cellule TRM(2) e quelle in ciclo cellulare le principali fonti di interferone gamma (IFNG) tra le CD8+.

Una scoperta affascinante riguarda il recettore delle cellule T (TCR) delle cellule CD8+. Si pensava che il danno epiteliale mediato dalle CD8+ fosse indipendente dal TCR. Invece, analizzando le sequenze dei TCR, i ricercatori hanno trovato che un particolare segmento genico del TCR, chiamato TRBV28, era significativamente arricchito nelle cellule T CD8+ dei pazienti celiaci, sia in quelli con malattia attiva che in quelli trattati. Questa scoperta, validata in più set di dati, suggerisce che l’attivazione TCR-dipendente potrebbe essere rilevante nella celiachia, aprendo la porta a possibili terapie mirate al TCR. Pensate, questa “firma” del TRBV28 si ritrovava anche nelle cellule T CD8+ circolanti che esprimono molecole per “tornare” all’intestino!

Anche le cellule T gamma-delta, un altro tipo di linfociti intraepiteliali che aumentano nella celiachia, mostravano profili trascrizionali sovrapponibili a quelli delle cellule T CD8+ alfa-beta, ma con arricchimenti specifici in alcuni cluster. Il loro repertorio TCR gamma-delta era alterato, confermando studi precedenti.

La “Cicatrice” Immunitaria ed Epiteliale Persistente

Una delle scoperte più importanti, a mio avviso, è che molte di queste alterazioni cellulari e trascrizionali persistevano nonostante una dieta senza glutine efficace nel controllare sintomi, sierologia e istologia (almeno a livello macroscopico). L’aumento delle cellule TA epiteliali, lo spostamento verso stati progenitori, e le perturbazioni nel compartimento delle cellule T CD8+ (con riduzione degli IELs “naturali” e aumento delle TRM(2)) rimanevano. Questa “cicatrice” immuno-epiteliale potrebbe spiegare perché molti pazienti continuano ad avere sintomi lievi o perché ci sia una lenta guarigione della mucosa, e rappresenta un potenziale bersaglio terapeutico. Forse non basta togliere il glutine, bisogna anche “curare” questa cicatrice.

La Mappa del Campo di Battaglia: La Trascrittomica Spaziale

E qui entra in gioco la trascrittomica spaziale, che ci ha permesso di vedere dove avvengono queste interazioni. Immaginate di avere una mappa dettagliata del tessuto intestinale che vi dice quali tipi di cellule si trovano vicine e quali geni stanno esprimendo in quel preciso punto. I ricercatori hanno identificato 13 regioni trascrizionalmente distinte nella mucosa, rappresentanti i vari compartimenti dell’asse cripta-villo, regioni ricche di stroma e, soprattutto, aggregati linfoidi (LA) specifici per la celiachia.

Negli individui sani, dominavano i compartimenti epiteliali dei villi, mentre nella celiachia attiva questi erano ridotti e, al contrario, le regioni ricche di cellule immunitarie e gli LA erano enormemente espanse. Questi LA erano altamente organizzati, spesso vicini alle cripte, e mostravano un arricchimento localizzato di cellule T CD4+ TFH-like e cellule B. Le plasmacellule, invece, erano più espanse nelle regioni immunitarie circostanti. E indovinate un po’? Le cellule T CD8+ TRM(2) erano altamente arricchite nelle punte dei villi, proprio a contatto con le cellule epiteliali mature! Questo ci dice che non solo cambiano i tipi di cellule, ma anche la loro organizzazione spaziale è completamente stravolta.

Questi LA specifici per la celiachia, presenti anche nei pazienti trattati, sembrano essere dei veri e propri “quartier generali” dell’infiammazione, ricchi di segnali chimici (chemochine come CXCL13, CCL19, CCL21) e recettori (CXCR5, CCR7) che orchestrano il traffico e l’interazione cellulare. Le interazioni CXCR5-CXCL13, CCR7-CCL19 e altre vie di segnalazione della famiglia TNF erano particolarmente attive qui, suggerendo che questi LA siano siti cruciali per la presentazione dell’antigene del glutine e l’interazione tra cellule T CD4+ TFH-like e cellule B.

Implicazioni e Bersagli Terapeutici Futuri

Cosa ci portiamo a casa da questo studio incredibile? Innanzitutto, una comprensione molto più profonda e dettagliata dell’ecosistema cellulare dell’intestino nella celiachia. Abbiamo visto che le alterazioni sono spazialmente localizzate in “nicchie” mucosali distinte, con cellule T CD4+ TFH-like e cellule B che si annidano negli aggregati linfoidi, e cellule T CD8+ TRM che occupano le punte dei villi. Questo studio ha anche identificato nuove molecole segnale perturbate, come IL-32, CXCL13, CCL19, CXCL16, CXCL8 e CCL25, che potrebbero diventare nuovi bersagli terapeutici.

L’identificazione di questi LA, dove cellule B e cellule T CD4+ TFH (probabilmente specifiche per il glutine) si trovano gomito a gomito, suggerisce fortemente che questi siano i siti dove avviene la presentazione dell’antigene del glutine. E la persistenza della “cicatrice” immuno-epiteliale anche con la dieta senza glutine è un dato cruciale, che potrebbe spiegare i sintomi persistenti in alcuni pazienti e la lenta guarigione della mucosa. Forse, in futuro, non basterà solo eliminare il glutine, ma serviranno terapie per “resettare” questo ambiente intestinale alterato.

Infine, l’integrazione con i dati genetici ha mostrato che molti geni di suscettibilità alla celiachia sono espressi proprio in queste cellule e regioni chiave, rafforzando il loro ruolo nella malattia. Per esempio, geni come IL21, ICOS, ITGA4 erano arricchiti negli LA, mentre altri come CXCR6 e TNFRSF9 nelle cellule T CD8+ TRM(2).

Insomma, questo studio non solo ci fornisce una mappa cellulare e spaziale senza precedenti della celiachia, ma apre anche nuove strade per esplorare bersagli terapeutici. È come se avessimo finalmente delle coordinate precise per colpire il nemico, o meglio, per ristabilire la pace in un intestino in guerra. La strada è ancora lunga, ma la scienza ci sta dando strumenti sempre più potenti per decifrare i misteri del nostro corpo e trovare nuove cure. E io non vedo l’ora di raccontarvi i prossimi capitoli di questa avventura!

Fonte: Springer